¿Por qué los «osos de agua» son tan indestructibles? Los científicos creen haber encontrado una respuesta.
(CNN)– Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, suelen sobrevivir en algunos de los entornos más desafiantes de la Tierra. Los animales microscópicos son tan extraordinarios que incluso han sido llevados al Estación Espacial Internacional para realizar investigaciones.
Cuando las cosas se ponen difíciles, estas criaturas sorprendentemente resistentes son capaces de entrar en una forma de animación suspendida, llamada «estado tun», durante décadas. Ahora, los investigadores dicen haber descubierto el misterioso mecanismo que activa el modo de supervivencia de los animales, y el trabajo podría tener implicaciones para los humanos, según un nuevo estudio.
Un tardígrado microscópico, u oso de agua, aparece en su estado activo. Blickwinkel/Alamy Foto de stock
Bajo estrés en frío extremo u otras condiciones ambientales duras, los cuerpos de los tardígrados producen radicales libres de oxígeno inestables y un electrón desapareado, también conocido como especie reactiva de oxígeno que puede causar estragos en las proteínas y el ADN del cuerpo si se acumulan. en exceso. (Sí, este estrés oxidativo es el mismo evento fisiológico que experimentan los humanos ccuando están estresados y por qué los expertos en salud sugieren comer muchos arándanos y otros alimentos antioxidantes cuando se tiene una semana difícil en el trabajo).
El mecanismo de supervivencia se activa cuando las cisteínas, uno de los aminoácidos que forman las proteínas en el organismo, entran en contacto con estos radicales libres de oxígeno y se oxidan, según los investigadores. Ese proceso es la señal que le permite al tardígrado saber que es hora de entrar en modo protector tun. Los radicales libres se convierten, por así decirlo, en el martillo con el que se rompe el cristal de una alarma contra incendios.
Los hallazgos fueron publicados el 17 de enero en la revista. Más uno.
La revelación podría eventualmente ayudar en el desarrollo de materiales que puedan responder a condiciones duras como el espacio profundo o terapias que podrían desarmar las células cancerosas, dijo la autora principal del estudio Amanda L. Smythers, investigadora postdoctoral en el Instituto del Cáncer Dana-Farber y la Facultad de Medicina de Harvard. en Boston.
Una ilustración muestra un tardígrado en su estado latente cuando entra en modo protector «tun» contra los factores estresantes. RoyaltyStockPhoto/RF Biblioteca de fotografías científicas/Getty Images
“Un momento eureka”
En hábitats implacables Tan variados como la Antártida, picos montañosos y respiraderos de aguas profundas, tardígrados enfrentados temperaturas extremas o la deshidratación retraerá sus ocho brazos y disminuirá la cantidad de agua que almacenan.
Los osos de agua se reducen a una cuarta parte de su tamaño normal. Los invertebrados, típicamente lineales y de aspecto algo grueso, se transforman en bolas secas y protectoras en el estado de tun, que permanecen latentes en ambientes que matarían a la mayoría de las otras formas de vida.
Smythers e investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad Marshall en Huntington, Virginia Occidental, comenzaron a observar este fenómeno gracias a un creciente cuerpo de literatura que sugería que las cisteínas estaban involucradas en el inicio del proceso tun, dijo. .
«Cuando miramos la lista de todas estas locas circunstancias en las que los tardígrados pueden sobrevivir (espacio, vacío, una alta concentración de sal, como cuando un océano comienza a evaporarse), lo único que realmente conectaba todas estas cosas era la especie. «. oxígeno reactivo», dijo Smythers. «En realidad fue un momento eureka».
Durante la última década, los investigadores han comenzado a comprender que las especies reactivas de oxígeno (los radicales libres que alguna vez se consideraron completamente “problemáticos”, dijo Smythers) pueden ser “realmente importantes para que nuestros cuerpos funcionen y puedan adaptarse a diferentes tensiones”. «.
Estudios anteriores decían que en lugar de que los radicales libres ayudaran a iniciar el proceso tun como protección contra los factores estresantes, los tardígrados se protegían a sí mismos de los radicales libres. Smythers y sus coautores descubrieron que la producción de radicales libres en el cuerpo es, en cambio, parte del proceso de ayudar al tardígrado a protegerse acurrucándose en una bola de cáscara dura resistente al calor extremo, al frío u otros factores ambientales.
«Se nos ocurrió la idea de que tal vez sean esas especies las que en realidad están indicando a los tardígrados que entren en su estado tun», dijo.
Primero, un experimento no oficial.
Antes de establecer el proceso más largo utilizado en el estudio, Smythers pidió a un estudiante que lo ayudara a realizar un experimento rápido para probar su hipótesis inicial sobre las especies reactivas de oxígeno y su papel en el inicio de la formación de tun.
Los invertebrados microscópicos viven en hábitats tan diversos como la Antártida, respiraderos de aguas profundas, picos montañosos y bosques tropicales. Se muestran dos osos de agua activos. Amanda Smythers
Smythers le pidió al estudiante que fuera a una farmacia y comprara peróxido, un radical libre común. Mientras Smythers observaba el experimento por FaceTime, el estudiante dejó caer un poco de peróxido sobre un oso de agua para ver qué pasaba.
“De repente, empezó a apretarse. Sus patas comenzaron a meterse en su cuerpo. Ella empezó a encogerse. Se convirtió en la canción por excelencia de la que sabemos qué esperar”, dijo Smythers.
Cómo el secreto de los tardígrados podría ayudar a los humanos
La investigación no se realizó sólo para descubrir cómo les va a los animales en los entornos crueles en los que suelen vivir. Smythers dijo que los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a desarrollar materiales que puedan responder a condiciones difíciles, como diseñar equipos de bomberos que podrían crear una capa protectora cuando las condiciones se vuelven demasiado extremas, o desarrollar mejores quimioterapias para destruir tumores. células malignas al alterar las medidas protectoras que hacen que las células cancerosas sean tan difíciles de matar.
El hallazgo es emocionante para el Dr. William R. Miller, profesor asistente de investigación en la Universidad Baker en Baldwin City, Kansas. Miller, que estudió y escribió sobre los tardígrados, no participó en esta investigación.
«Sería fantástico encontrar otras formas de utilizar estos mecanismos para controlar el cáncer», afirmó Miller.
Miller comentó que estaba impresionado con la capacidad de Smythers para imaginar formas en que la investigación de los tardígrados podría implementarse para la investigación del cáncer y otras áreas. Dijo que se necesita otro “nivel de mente y pensamiento para encontrar la translocación de una técnica o una combinación de cosas a otra muy distante. «Necesitamos más de eso.»
Jenna Schnuer es un escritor, editor y productor de audio independiente que vive en Anchorage, Alaska, y se centra (principalmente) en la ciencia, el arte y los viajes.